一種二次曲線規的製作方法

2023-12-01 17:02:16 5

專利名稱：一種二次曲線規的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種外環形曲線繪圖儀，它是用於繪製已知參數的圓、橢圓、拋物線、雙曲線以及其退化曲線的儀器。
在中國《實用新型專利公告》第1卷第4號上公開了一種圓錐曲線規(申請號85200874)。它的目的是通過尋求一種圓錐曲線成圖規律繪製符合已知參數的橢圓、雙曲線、拋物線的繪圖儀器。它的構成是主腳、配腳通過夾片及U型夾連接，內軸套、外套筒套裝在主腳上，外套筒凸臺上的兩側面夾連著兩邊具有相平行槽的短腳，繪筆與短腳一邊槽內的滑塊相連，另一邊槽內具有直角滑塊。它的不足之處在於短腳佔據空間位置較大，內軸套不能沿主腳軸向運動；主腳不能水平放置；繪筆伸縮及沿主腳軸向移動不大，繪筆通過三個鉸鏈支點(螺釘或螺釘螺母構成)繞主腳旋轉，其中兩支點繪圖中具有相對運動、難免產生鬆動，改變繪筆，主腳之夾角，使用性能欠佳；繪製曲線方法單一，因此繪製的圓錐曲線包含面積和參數(P、D)範圍不大，並且隨著P、D值，P／D值的增大，畫不成完整的橢圓和支向伸展長的拋物線，雙曲線。
本實用新型的目的在於可以避免上述現有技術中的不足之處而提供一種繪製二次曲線包含面積、參數(P、D)範圍大、繪製方法多並且結構簡單的二次曲線規。
本實用新型是以平面切割單葉迴轉雙曲面得到二次曲線為原理設計的，其具體方案是一種二次曲線規，包括帶有筆套和規柄的畫腳、帶有插針和規柄的定腳和帶有插針的支腳。套裝在畫腿上的轉臂側部具有一個端部帶內、外螺紋的銷軸，套裝在定腿上的轉臂側部的凸出部分上有一個與銷軸相配合的軸套孔，螺釘、螺母將兩轉臂連接在一起，兩轉臂的接觸面為平面。定腿上的轉臂在接觸平面上刻有兩條互成角45°的直線，一條和定腿及其所在該轉臂上的軸套孔相垂直；畫腿軸向設有鍵槽，套裝在其上的轉臂的軸套孔內壁上裝有與該鍵槽相配合的平鍵；定腿上套裝有一個與定腿上轉臂的缺口相配合併使該轉臂相對定腿軸向定位的套件；套裝在畫腿上的轉臂的一側面上與銷軸同軸線處用螺釘套連著指針，該側面下部正中有一條與軸套孔P0軸線平行的刻線；支腿上的扁平端套連在套裝於定腿上的圓筒形套件下部的叉腳口內。
本實用新型還可以採用兩支座支撐的具體方案，該支座由帶有底板的螺杆和與該螺杆配合的上端帶有U型口的叉套組成；叉套的U型口兩側壁對稱地開有小槽，套裝在定腿上的短套兩側的耳軸裝入該小槽內，用側板和螺釘將該短套套連在叉套的U型口內，短套上具有定位螺釘。支座之一還可以用定腿及套裝在其上的圓筒形套件替換；轉臂、畫腿置於支腿上。
本實用新型定腿上的轉臂和與該轉臂相配合的套件的位置關係是，該套件位於轉臂中部與之相配合的缺口上，套件上具有定位螺釘。
本實用新型定腿上的轉臂和與該轉臂相配合的套件的位置關係還可以是，套件套裝在定腿上，轉臂套裝在該套件上，套件和轉臂的上端用雙螺母連接，套件上具有定位螺釘。
附圖的圖面說明如下


圖1、本實用新型的一種結構簡圖2(a)、本實用新型定腿、畫腿和轉臂連接的第一種方式圖；圖2(b)、圖2(a)的A向剖視圖；圖3(a)、本實用新型支座的結構簡圖；圖3(b)、為圖3(a)的左視圖；圖4(a)、本實用新型定腿、畫腿和轉臂連接的第二種方式圖；圖4(b)、為圖4(a)的B向部分剖視圖；圖5、本實用新型第一種畫法調規示意圖；圖6、本實用新型第一、二種畫法示意圖；圖7(a)、本實用新型第三種畫法示意圖；圖7(b)、圖7(a)中一支座的一種替換支座；圖8、本實用新型第四種畫法示意圖；圖9、本實用新型第五種畫法示意圖；本實用新型下面將結合附圖進一步詳述本實用新型的第一個實施例如
圖1、圖2(a)、(b)所示，畫腿(4)、定腿(5)上分別用螺紋連接著規柄、筆套(17)和插針(18)，畫腿(4)上設有軸向鍵槽，套裝在畫腿(4)上的轉臂(2)的軸套孔P0的內壁鑲有與鍵槽相配合的平鍵，避免畫腿(4)自轉。轉臂(2)上端部帶有內、外螺紋的銷軸套入轉臂(1)的凸出部分上的軸套孔O1內，螺釘(8)、螺母(9)將轉臂(1、2)相連。轉臂(1、2)的接觸面為平面，在轉臂(1)的接觸平面上刻有兩條互成角45°的直線，一條直線與轉臂(1)上的軸套孔O′相垂直，與該兩條直線配用的是轉臂(2)上在接觸平面左邊的側面T，側面T分別對準兩刻線，指示畫腿(4)、定腿(5)夾角α為45°和90°。螺釘(14)將指針(13)套連於轉臂(2)的前側面上且與銷軸具有同一軸線之處，前側面下部正中刻有與指針(13)相配用的刻線，指示畫腿(4)垂直圖平面。套件(3)位於轉臂(1)的中部缺口內。定腿(5)套入缺口上下和套件(3)相共的軸套孔O′內。支腿(6)一端連接著插針(18)，另一扁平端用螺釘、螺母連接在套於定腿(5)上部的圓筒形套件(10)的叉腳口內。轉臂(1、2)、套件(3、10)上的螺釘(15、7、16、12、11)起定位作用。
本實用新型還可以採用雙支座(30)形式，支座(30)如圖3(a)、(b)所示，帶有底板(方圓均可，其側面90°方位處有四條對中用的刻線J)的螺杆(20)與叉套(21)螺紋配合，叉套(21)上部U型口的側壁對稱地開有小槽，套裝在定腿(5)上的短套(22)兩側的耳軸裝入該小槽內，側板(23)、螺釘(24)將短套(22)套連在叉套的U型口內。短套(22)上有定位螺釘(25)，又可以採用轉臂(1、27)及畫腿(4)置於支腿(6)上，支腿(6)一端用支座(30)另一端是定腿(5)支撐(該定腿腳下插針可換成底板)的形式。
本實用新型第二個實施例如圖4(a)、(b)所示，套件(26)套裝在定腿(5)上，轉臂(27)套裝在套件(26)上，在轉臂(27)和套件(26)的上端用兩螺母(28、29)相連接。本實施例其它部分與實施例1的相應部分相同。
本實用新型第一種繪圖法如圖5、圖6所示，P是二次曲線的焦點參數。P＝ (b2)/(a) ，D是焦點到準線的距離。D＝ (b2)/(c) ，當P／D＝0是圓，＜1是橢圓，＝1是拋物線，＞1是雙曲線，繪圖按下述步驟進行。
①在圖平面π上作直線MN，在MN上取點O、P、D，使OP＝P＝ (b2)/(a) ，OD＝D＝ (b2)/(c) ；②定腿(5)插在點O，使畫腿(4)、定腿(5)成角45°，沿直線MN移動支腿(6)，使畫腿(4)及畫規平面R(定腿(5)、支腿(6)所在平面)垂直圖平面π；沿定腿(5)移動畫腿(4)同時擺動畫規平面R，保持畫腿(4)垂直圖平面π使筆尖落在點D，旋緊螺釘(16)；③定腿(5)不離點O，沿直線MN移動支腿(6)，仍保持畫腿(4)垂直圖平面π使筆尖落在點P，旋緊螺釘(7、12)，旋鬆螺釘(16)，扶正畫規平面R垂直圖平面π；④旋轉畫腿(4)，筆尖在圖平面π上便畫出了所求的二次曲線。
本實用新型第二種繪圖法如圖6所出①在圖平面π的直線MN上取點O、P、C，使OP＝P＝ (b2)/(a) ，點C是二次曲線的焦點，過點C作直線MN的垂直線P1P2(或過點O作直線MN的垂直線P1′P2′)，使P1C＝P2C＝ (b2)/(a) (或P1′O＝P2′O＝P1 + (P/D)2]]>)。
②定腿(5)插在點O左或右，具體如下橢圓(±0.1)P拋物線、雙曲線(0.5～－0.25)P；③將轉臂提至一定高度，旋緊螺釘(12)；來迴轉動畫腿(4)調節角α和θ，使筆尖通過三點P、P1、P2(或P、P1′、P2′)，旋緊螺釘(7)。
④旋轉畫腿(4)，畫得所求二次曲線。
本實用新型第三種繪圖法如圖7所示①在圖平面OXY的軸Y上取點A、A′、C、C′(拋物線無A′、C′)，過點C、C′分別作直線C1C2、C1′C2′垂直軸Y，取OA＝OA′＝a，C1C＝C2C＝C1′C＝C2′C＝ (b2)/(a) 。
②用兩支座(30)調節定腿對圖平面的高度，定腿(5)平行或不平行平面OXY均可，但定腿(5)的投影必須和軸Y重合，定腿(5)平行軸Y時，平面OXY只能截得雙曲線，不平行時平面OXY截得二次曲線。
③轉臂置位於點O上部，旋緊螺釘(12)；來迴轉動畫腿(4)移動支座(30)、調節角α(定腿不平行軸Y，還需調節角θ)，使筆尖通過三點C1、C2、A，旋緊螺釘(7)。
④旋轉畫腿(4)，筆尖在圖平面OXY上便畫得所求二次曲線(若是雙曲線，畫腿(4)依點C1′、C2′、A′畫另一支)。
本實用新型第四種繪圖法如圖8所示，此法只能畫橢圓。
①在圖平面OXY的軸X上取OI＝OI′＝a，在軸Y上取OⅡ＝OⅡ′＝b。
②定腿(5)插在點O，張開支腿(6)對準軸X任一點，將畫腿(4)拉至一定長度L，旋緊螺釘(16)；③轉動、張合畫腿(4)，筆尖落在軸Y上的點Ⅱ和點Ⅱ′，旋緊螺釘(7)；④定腿(5)不離點O，沿軸X移動支腿(6)，使筆尖落在點I(或點I′)上；⑤旋轉畫腿(4)，筆尖在圖平面OXY上便畫得了所求的橢圓。
本實用新型第五種繪圖法如圖9所示，以過已知點作已知直線的平行線為例的步驟如下①調節兩支座(30)，使定腿(5)平行於圖平面OXY，且其投影與軸Y重合。
②畫腿(4)與定腿(5)成某夾角α，使筆尖落在已知點上，旋緊螺釘(7、16)，轉臂沿定腿(5)滑移，筆尖在圖平面OXY上畫得過已知點且平行軸Y的直線。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點①畫腿(4)(伸縮量)、定腿(5)工作長度較大，轉臂(1、27)可沿定腿(5)軸向運動；亦可採用雙支座(30)方案，單支座(30)及定腿(5)支撐方案；②畫圖方法多，可根據二次曲線參數P、D的變化和組合(P、D)選擇合適的繪製方法，改善作圖性能。
③結構簡單，使用方便。
因此，可繪製包含面積、參數變化範圍均較大的二次曲線及其退化曲線；支座(30)的採用，移動方便，可用於鉗工畫線，亦可畫得二次曲線面積物體的相貫線。
權利要求1.一種二次曲線規，包括定腿(5)、畫腿(4)和支腿(6)以及分別與它們螺紋連接的規柄、筆套(17)和插針(18)，畫腿(4)上設有軸向鍵槽，套裝在其上的轉臂(2)的軸套孔P0內壁上鑲有與該鍵槽相配合的平鍵(19)，其特徵在於①套裝在畫腿(4)上的轉臂(2)側部的銷軸端部具有內、外螺紋，套裝在定腿(5)上的轉臂(1、27)側部的凸出部分上有一個與該銷軸相配合的軸套孔01，螺釘(8)、螺母(9)將轉臂(1、27)和轉臂(2)連接在一起，轉臂(2)與轉臂(1、27)的接觸面為平面，轉臂(1)的接觸平面上刻有兩條互成角45°的直線，其中一條垂直該轉壁上的軸套孔O′，定腿(5)上裝有一個與轉臂(1、27)相配合的套件(3、26)，轉臂(2)另一側面上與銷軸同軸線處用螺釘(14)套連著指針(13)，該側面下部正中有一條與軸套孔P0軸線平行的刻線，支腿(6)的扁平端連接在套裝在定腿(5)上的圓筒形套件(10)的叉腳口內，轉臂(1、27、2)、套件(3、26、10)上具有定位螺釘(16、15、7、12、11)；②支腿(6)可以採用支座(30)替換，該支座(30)包括具有底板的螺杆(20)、與螺杆(20)相配合的上端具有U型口的叉套(21)，U型口兩側開有小槽，套裝在定腿(5)上的短套(22)兩側的耳軸置入小槽內，側板(23)和螺釘(24)將短套(22)連在叉套(21)的U型口內，短套(22)上有定位螺釘(25)。
2.按照權利要求1所述的二次曲線規，其特徵在於所述的套件(3)位於轉臂(1)中部與之相配合的缺口上，套件(3)上具有定位螺釘(12)。
3.按照權利要求1所述的二次曲線規，其特徵在於所述的套件(26)套裝在定腿(5)上，轉臂(27)套裝在套件(26)上，在套件(26)和轉臂(27)的上端用螺母(28、29)連接。
專利摘要本實用新型屬於外環形曲線繪圖儀，根據平面切割單葉迴轉雙曲面得到二次曲線為原理，設計的一種利用單一畫規繪製。符合已知條件的圓、橢圓、拋物線、雙曲線以及其退化曲線的二次曲線規。它包括定腿畫腿和支腿(或雙支座)，其特徵是定腿和畫腿之間採用轉臂連接，可使畫腿相對定腿處於空間任何位置。由於結構簡單、製造容易，使用方便，可應用於教學、科研、生產等方面。
文檔編號B43L11/00GK2036900SQ8821354
公開日1989年5月3日 申請日期1988年8月22日 優先權日1988年8月22日
發明者李業勳 申請人:李業勳